Исследование ДНК-белковых взаимодействий в структуре 
комплекса Эндонуклеазы рестрикции BGLII и ДНК 16-мер 

Краткое описание структуры в файле 1DFM.pdb

В файле приведены координаты атомов следующих молекул: эндонуклеаза BGLII (2 молекулы);
ДНК (1 молекула;)
ион кальция.
Для исследования были выбраны цепи "A" и "B" белка и цепи "C' и "D" , представляющие ДНК со следующей последовательностью:

     цепь  C [1] tattatagatctataa   [16] 
                   ||||||||||||||           
     цепь  D [16]  aatatctagatattat [1],  
    

Функции белка, структура которого представлена в файле 1DFM.pdb

Белок играет важную роль в прокариотической системе модификации-рестрикции, необходимой для защиты от чужих ДНК. Структура белка представляет собой 5 альфа-спиралей и 6 бэта-листов. Он распознает последовательность AGATCT в чужой ДНК и режет по первому аденину. При этом он дает специфические двуцепочечные фрагменты с терминальным 5'-фосфатом.

Исследование структуры ДНК

С помощью программ find_pair и analyze был определен тип формы ДНК: B-форма.

Исследование природы ДНК-белковых контактов

Проанализируем ДНК-белковые контакты. Для этого используем скрипт.
Результаты запишем в таблицу:

Контакты разного типа в комплексе 1DF0.pdb

Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	9	115	124
остатками фосфорной кислоты	36	30	66
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	14	52	66
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	0	4	4

По результатам таблицы видно, что наибольшее количество контактов осуществляется с дезоксирибозой ( возможно из-за того, что эти контакты наиболее прочные).
А контактов с азотистыми основании со стороны малой бороздки меньше ( т.к. у нее наименьшая "площадь поверхности").

Получение популярной схемы ДНК-белковых контактов с помощью nucplot

Команда:
nucplot 1DFM.pdb

Возможные распознающие контакты

Я считаю, что хорошими распознающими контактами являются контакты: Asn и Ser c аденином и тимином, т.к. связывание идет около распознающего сайта "AGATCT".

Характеристика ДНК-связывающего домена Q45488

С помощью инструментов Pfam определим доменную структуру белка из исследуемого комплекса.



"Type II restriction endonucleases" - полное название ДНК-связывающего домена.

Существует 4 класса эндонуклеаз рестрикции:
1. тип I;
2. тип II;
3. тип III;
4. тип IV.
Все эти типы распознают специфическую короткую последовательность ДНК (малой длины) и отщепляют часть ДНК, давая при этом специфичные двуцепочечные фрагменты с терминальным 5'-фосфатом. Они отличаются по структуре, составу, положению активного центра:
1. I тип режет сайты, удаленные от сайта распрознавания; для его функционирования необходимы ATP и С-аденозил-L-метионин; мультифункциональный белок с активной метилазой и рестрикцией;
2. II тип режет на меньшем расстоянии от сайта распознавания; содержат магний;имеет одну функцию (рестрикция), независим от метилазы;
3. Тип III режет на еще меньшем расстоянии от сайта распознавания; содержат ATP ( но не гидрализует его); С-аденозил-L-метиониин стимулирует реакцию, существует как часть комплекса с модифицированной метилазой;
4. Тип IV нацелен на метилированную ДНК.
Эндонуклеазы способны к неспецифичному связыванию, также как и другие ДНК связывающие молекулы.